肥料生产与加工

点击次数:   更新时间:2020-08-13 18:54     来源:菠菜app

  肥料生产与加工_工学_高等教育_教育专区。大学本科 专业选修 肥料生产与加工课程综述

  《肥料生产与加工》课程 课程综述 专 班 姓 学 序 业:xxxxxxxxxxxxxx 级:xxxxxxxxxxxx 名:xxxx 号:xxxxxxx 号: xxxxx 目录 1 复混肥的概念和发展 ................................................ 3 1.1 复混肥的概念和表示方法....................................... 3 1.2 复混肥的发展................................................. 4 2 复混肥的特点、分类和发展趋势...................................... 4 2.1 复合肥的特点和作用........................................... 4 2.1.1 复合肥的特点 ........................................... 4 2.1.2 复合肥的作用 ........................................... 5 2.2 复混肥分类和发展趋势......................................... 5 2.2.1 复混肥的分类 ........................................... 5 2.2.2 复合肥料的发展趋势 ..................................... 6 3 复混肥的生产工艺 .................................................. 6 3.1 复混肥的生产工艺............................................. 6 3.1.1 生产原料 ............................................... 6 3.1.2 生产方法 ............................................... 7 4 复混肥研究存在的问题及科学施用的方法 .............................. 7 4.1 存在问题..................................................... 7 4.2 科学施肥方法................................................. 8 4.2.1 复混肥料的施用的原则 ................................... 8 4.2.2 施用方法 ............................................... 8 4.2.3 施肥量(配方)的确定 ..................................... 8 4.2.4 料施用量 ............................................... 8 2 复混肥的生产和加工技术 xxxxx (长江大学 农学院 农业资源与环境系) [摘 要] :复合肥料是由化学方法或混合方法制成的含作物营养元素氮、 磷、 钾中任何两种或三种的化肥。其作用是满足不同生产条件下农业需要的多种 养分的综合需要和维持生长平, 大量用于现代农业。本文系统论述了复合肥料的 概念、分类、科学施肥方法、复合工艺及作用机理。讨论了复合肥料发展和研究 现状; 综合分析了我国复合肥料在生产和应用方面存在的问题,并提出科学而施 用方法。 [关键词]:复合肥料;评价方法;施肥 化肥在农业生产中具有非常重要的作用,在发展中国家的粮食生产中,增产 粮食的55%归功于化肥的使用[1] 。然而,肥料在实际使用中普遍存在利用率低 的问题。 如2004年全国生产合成氨42222 万吨,全国吨氨平均工艺综合能耗标煤 7613 万吨,但是用这么多的能源生产的化肥对不同地区、不同作物的利用率最 高才40%,在大棚蔬菜区及露地冲施肥化肥利用率甚至低于10%[2]。同时,化肥 的利用率低下不仅仅对能源造成严重浪费和巨大的损失,还极大的污染境。传统 意义上的肥料由于营养元素的可溶性, 在其施入土壤后在作物尚未利用之前就会 发生严重流失或固定, 这种施肥方式将造成土壤板结或沙化, 造成水源富营养化, 严重污染水源,严重危害自然环境。另外, 施入土壤中的化学氮肥约有1/3 进 入大气圈, 其生成的N2O 破坏臭氧层产生温室效应; 约有1/3 的肥料经土壤淋 溶进入水圈 [3~5],造成我国大部分地区食物(尤其蔬菜) 中NO3—N 含量严重 超标, 在人畜体内易形成致癌物质—亚硝胺。因此,如何提高化肥利用率,更进 一步使粮食增产,减少因大量施用化肥而造成的能源浪费、环境污染,发展可持 续高效农业已成为国内外共同关注的问题。 1 复混肥的概念和发展 1.1 复混肥的概念和表示方法 同时具有氮、磷、钾三种养分或至少有两种养分标明量的肥料。复合肥料是 由化学方法或(和)混合方法制成的含作物营养元素氮、磷、钾中任何两种或三 3 种的化肥。其作用是满足不同生产条件下农业需要的多种养分的综合需要和平 衡。大量用于现代农业。它们的规格按N-P2O5-K2O的含量百分比进行标记,如 15-15-15表示该复合肥料含有N、P2O5、K2O各15%。复合肥料也可含有一种或几 种中量和(或)微量营养元素,如12-12-12-5(S)表示复合肥料含有N、P2O5、K2O 各12%,还含有S5%。 1.2 复混肥的发展 由于农业的需要, 复合肥料特别是高浓度复合肥料是化肥品种发展的必然趋 势。 多数国家的早期化肥工业以生产单元肥料(含一种营养元素的肥料)为主。美 国在20世纪早期,就以过磷酸钙为基础,与秘鲁鸟粪、智利硝石、钾盐和一些有 机废物一起混合(有时造粒)使用。现在,美国、西欧和日本等化肥总消费量中 的40%~50%的N、80%~85%的P2O5和85%~90%的K2O是以复合肥料的形式提供的。 随着土壤肥料学和农业施肥技术的发展,农业已走向科学施肥。科学施肥须根据 不同的土壤类型和性质、 肥力水平、作物种类和气候条件等因素决定施肥品种和 数量,这样就可以避免土壤中过量施用或短缺一种或几种营养元素而造成浪费。 2 复混肥的特点、分类和发展趋势 2.1 复合肥的特点和作用 2.1.1 复合肥的特点 复合肥养分种类多,含量高:含有两种或两种以上的营养元素,能比较均衡 地、长时间地同时供给作物所需要的多种养分。物理性状好,便于施用:肥料颗 粒一般比较坚实、无尘, 粒度大小均匀, 吸湿性小, 便于贮存和施用, 既适 合于机械化施肥, 同时也便于人工撒施。副成分少,对土壤无不良影响:复混肥 料所含养分几乎全部或大部分是作物所需要的。配比多样性,有利于针对性的选 择和施用: 复混肥料的主要特点是可以根据土壤养分特点和作物的营养特性,按 照用户的要求进行二次加工制成。降低成本,节约开支:如生产1吨20-20-0的硝 酸磷肥比生产同样成分的硝酸铵和过磷酸钙可降低成本10%左右; 1公斤磷酸铵相 当于0.9公斤硫酸铵和2.5公斤过磷酸钙中所含的养分,而体积上却缩小了3/4。 这样可节省贮存、运输、施用费用。但是复合肥料养分比例相对固定的二元复合 肥料难以同时满足各类土壤和各种作物的要求: 而且难以满足不同养分最佳施肥 4 技术的要求。 2.1.2 复合肥的作用 复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点,对于平衡施肥,提 高肥料利用率,促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。但它也有一些缺点, 比如它的养分比例总是固定的,而不同土壤、不同作物所需的营养元素种类、数 量和比例是多样的。因此,使用前最好进行测土,了解田间土壤的质地和营养状 况,另外也要注意和单元肥料配合施用,才能得到更好的效果。 随着粮食产量的提高, 土壤缺素的现象已经表现出来,现在农民开始更多地 选用多元复合肥。 2.2 复混肥分类和发展趋势 2.2.1 复混肥的分类 无机—无机复混肥料 这类是纯无机的复合肥料,其正式的商品名称为复混肥料,执行国家标标 准GB15063-2001。通常是含作物需要的三大元素氮、磷、钾,以及部分中量元素 和微量元素,但不包含有机质和矿物质肥料。 有机—无机复混肥料 这一类是无机肥料与有机肥料混合制造的肥料,其正式的名称为有机-无机 复混肥料,执行国家标准为GB18877-2002。这类肥料不但包含氮、磷、钾三种元 素,而且还包含有机质,国家标准规定,这类肥料的有机质必须大于等于20%。 掺混肥料 属于配方肥料,也称之为BB型肥料,其正式的名称为掺混肥料,这类肥料 执行GB21633-2008掺混肥料(BB肥)国家标准。这类肥料特点是交叉包含第一大 类和第二大类的肥料,区别在于是每种元素是分别造粒,再进行掺混。这样很容 易实再对特殊含量的肥料进行小批量的定制生产,主要是配合测土配方施肥为 主。 这三大类肥料每一款肥料都要有相应的肥料登记证,方可在市场流通。 这 大类肥料中,不同的养份含量及养份配比,就形成了一种具体的复合肥料品种。 所以就具体的复合肥料品种而言,可以是有几千种。 化合复合肥料 5 在生产工艺流程中发生显著的化学反应而制成的复合肥料。 一般属二元型复 肥,无副成分。如磷酸铵、硝酸磷肥、硝酸钾和磷酸钾等是典型的化合复肥。 混合复合肥料 通过几种单元肥料, 或单元肥料与化合复肥简单的机械混合,有时经二次加 工造粒而制成的复合肥料,叫混合复合肥料。如:尿素磷铵钾、硫磷铵钾、氯磷 铵钾、硝磷铵钾等三元复肥。 掺合复合肥料 将颗粒大小比较一致的单元肥料或化合复肥作基料, 直接由肥料销售系统按 当地的土壤和农作物要求确定的配方,经称量配料和简单的机械混合而成。如由 磷酸铵与硫酸钾及尿素固体散装掺混的三元复肥等。 2.2.2 复合肥料的发展趋势 目前,我国复合肥料的发展趋势具体是:高效化、液体化、多成分和多功能 化、缓效化、专用化[6]。复合肥的发展具有三大趋势:第一是多品种专用化。 不同作物有不同的专用肥,专用肥是根据作物生长发育规律和吸肥量研制生产 的。农民在选用复合肥时,要根据不同作物选择相应的专用肥。如果不是专用就 违背了作物吸肥规律, 使作物的增产潜力得不到发挥,同时造成某些营养元素浪 费。第二是多功能药用化。将农药和化肥结合到一起,免去药剂拌种程序,一次 施用既能保证作物所需养分又能防治地下害虫和苗期病害,可起到多重效果。第 三是高浓度长效化。 随着农业生产的发展,高浓度长效化的复合肥越来越受到农 民欢迎,这种类型肥料的应用减少了施肥用量,方便耕作,免去追肥环节,减轻 了劳动量,提高了肥料利用率,省工、省力、省时,提质增效 3 复混肥的生产工艺 3.1 复混肥的生产工艺 3.1.1 生产原料 生产复合肥料的原料是一些基础肥料和中间产品。主要有硝酸铵、硫酸铵、 尿素、过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸铵类肥料、氯化钾、硫酸钾、氨、各种含氮 溶液和磷酸等。 6 3.1.2 生产方法 一般都包含有造粒过程,可大体分三类: ① 干粉状物料混合造粒工艺 此过程有化学反应或无显著化学反应, 根据 需要选择几种肥料原料干粉进行计量和混合,在造粒机内成粒。干粉混合料的造 粒需加热,并用加水或加蒸汽的方法增加液相量,然后在滚动情况下团聚成粒。 目 前,这类工艺中通常采用加酸(特别是加磷酸)和氨来增加液相量,并借所发生 的化学反应来提供热量,磷酸和氨反应生成的磷酸铵就成为复合肥料中的组分。 造粒机内的物料应控制最佳的温度 (50~80℃)和最佳的含水量(2.5%~7.5%), 以达到合适的成粒条件。 氨化造粒机能同时进行氨化反应和造粒,是最广泛采用 的设备。它是一台略带倾斜的卧式转筒。造粒的工艺过程(见图)为:原料和后系 统返回的干物料从氨化造粒机一端进入,在筒体旋转下形成物料的半流化床。在 床层的上面喷洒磷酸, 由床层下面喷入氨。从造粒机流出的湿颗粒进入干燥机内 干燥,干颗粒物料进行筛分,合格颗粒经冷却后入库,细颗粒返回造粒机,大颗 粒经破碎后返回筛子。 容易结块的复合肥料, 在需要长途运输和贮存较长时间时, 要经过处理, 通常是在滚筒内用硅藻土粉包裹颗粒的表面,或同时使用油和硅藻 土粉包裹。 ② 料浆造粒工艺 磷酸、 硝酸或这些酸的混合酸与氨反应生成料浆,喷入 造粒机,与其他肥料原料干粉以及后系统返回的返料一起造粒,然后进行干燥、 筛分和冷却。这实际上是与磷酸铵类肥料结合起来的复合肥料生产工艺。 ③ 熔融造粒工艺 把混合肥料的全部或大部变成热熔融体, 喷洒在空气流 流体复合肥料生产 或油流中冷却、固化成颗粒。这类生产工艺并不普遍。 是近20多年发展起来的领域 4 复混肥研究存在的问题及科学施用的方法 4.1 存在问题 体制与机制尚不完善, 企业为主体的服务技术含量还需进一步提高,大专院 校与科研单位参与农化服务的力度不够,作为物质载体的肥料生产技术尚不完 善。 主要表现在BB肥生产适宜配套原料很不齐全,农民主动参与农化服务的热情 不高等。 7 4.2 科学施肥方法 4.2.1 复混肥料的施用的原则 结合作物营养需求状况合理使用, 结合土壤状况合理施用 南方:缺钾,宜施高氮、高钾、低磷三元复混肥 北方:缺磷,宜施氮磷二元复混肥 4.2.2 施用方法 一般用作基肥使用,根据复合肥中养分的比例计算施用 计算原则: 1.养分比例接近或相等的,一般按含氮量计算。若某一作物对另一养分 要求较多时,可用单质肥料补足; 2. 养分比例相差悬殊的,按肥料中占比重大的那种养分计算,若另一种 养分达不到计划用量,可用单质肥料补足。 4.2.3 施肥量(配方)的确定 施肥量的确定主要由作物产量、土壤供肥量、肥料利用率、气候条件、栽培 措施等来确定 。 确定施肥量的方法很多,常用的就是目标产量法,其他还有多种方法,如营 养诊断推荐施肥法、土壤肥力分区法、养分丰缺指标法、肥料效应函数法等。 4.2.2.1目标产量法: 是根据作物产量的构成以及土壤和肥料两方面供给养分的原理来计算肥是 以施肥前3年正常气候和耕作条件下的平均产量为基础,乘以相应的系数。一般 粮食作物乘以1.1~1.25(即预期增产10~25%),经济作物乘以1.2~1.4(即预期 增产20~40%),目标产量=前3年平均产量×(1+10~25%) 4.2.2.2植株营养诊断推荐施肥法 植株营养诊断推荐施肥以养分平衡为基础进行基肥推荐, 在作物生育期用反 射仪测定植株NO3 -、 PO43-和 K+含量,进行氮、磷和钾追肥推荐。 4.2.4 料施用量 肥料施用量=农作物养分吸收量-土壤供应量 8 参考文献: [1] 彭琳.中国化肥施用粮食生产的进程、前景与布局[J]. 农业现代化研究, 2000 21(1):14—18; [2] 许秀成.缓释、 控释肥料生产、 使用前景展望[J]. 磷肥 与复肥: 3259482, 1966-07-05; [4] Haruhiro Kato, et al. Plural coated pellet form products and process of making. USA: 3475154, 1969-10-28; [5] William P. Moore, et al. Attrition resistant controlled release fertilizers. USA: 4711659, 1987-09-08; 9

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